公元1999年，在即將跨進新千年的時候，地球文明仍然是未經過星際殖民的本土文明，以地域劃分的各政治實體間經常有摩擦產生，饑荒、瘟疫流行，紛爭、內亂不斷。維持和平不過是政治家們發動戰爭的藉口，人類文明似乎正在走向衰敗的邊緣——現實世界中的景象的確如此！
這年7月，一艘長達1200 米的外星飛船，穿過超太空，在進入地球軌道時失去控制，墜落在太平洋上的阿塔利亞（Atalia）島上——這一切卻從未真實的發生過，只存在於一部經典科幻故事之中：超時空要塞Macross。
1982年10月，由Studio工作室製作科幻動畫劇《超時空要塞Macross》在日本首映，迅即在日本國內掀起了一股科幻風潮，成為人們街談巷議的話題。而在兩年後動畫電影版《超時空要塞Macross·可曾記得愛》（Do you remember love?/愛，おぼえていますか）的上映，則把這股熱潮推向了巔峰，以致引起了美國片商的注意。美國金和聲（Harmony Gold）娛樂公司慕名前來，購買了《超時空要塞Macross》在北美地區的發行權。由於原版動畫片篇幅太短，為了適應北美電視機構的播出習慣，金和聲公司的製作總監卡爾·曼茨克（Carl Macek）把另兩部從日本購進的科幻動畫片：《超時空騎士團之南十字軍》（Super Dimension Calvary: Southern Cross）、《機甲創世紀》（Genesis Climber Mospeada）與《超時空要塞Macross》的劇情整合在一起，還進一步將劇中角色的姓名進行了“西方化”，如原作者的男主角一條輝更名為“瑞克·卡特”，女主角早瀨未沙更名“麗莎”，並編配了全新的音樂和插曲，讓動畫片更加適應西方人的欣賞習慣。從而形成了不同於日版原作的美系超時空要塞系列：《ROBOTECH》。首部播出的動畫電視劇，包括了三個章節：麥克羅斯號傳奇（The Macross Saga）、南十字軍（Southern Cross，又名“機器人統治者The Robotech Masters”）和新一代（The New Generation），共85集。後來這部美系超時空要塞動畫劇被引入中國，由上海電視臺譯製並在國內首播。這也就是國內的80後、90後們再熟悉不過的《太空堡壘》。
來自外太空的“不速之客”讓地球人震驚不已。為了解事實真相，聯合國組成專門機構，對這個來自外星飛船進行全面的調查。年底，調查報告公佈，正式宣告外星人存在。從後來破譯的飛船計算機資料庫裡，人們發現了領先人類現有科技水平近萬年的先進技術，從而掌握了強大地外文明確實存在的鐵證。種種跡象表明，人類正前所未有的面臨著來自宇宙深處的威脅。在這種壓倒性的現實威脅面前，一切的民族紛爭和政治衝突都變得微不足道了，為了能夠贏得繼續生存下去的權利，全人類史無前例的團結起來。
在此後的十年間，全世界在地球聯合政府的領導下，克服重重困難，傾盡全力為即將到來的星際戰爭積蓄力量。面對史無前例的強大敵人，地球人唯一的籌碼就是從外星戰艦上獲得的“O.T.M（Over Technology of Macross）”技術。利用這些技術成果，地球聯合政府開始投入巨資研製對抗外星侵略者的主戰裝備“先進戰術可變式戰鬥機（Advanced Tactics Variable Fighter，簡稱T.V.F-X）”。同時，為了能進一步增加勝算，聯合政府還決定修復墜落的外星戰艦為己所用。此後，許多人為了這個目的來到阿塔利亞島。久而久之，便形成了一個新的大都市——麥克羅斯城（MACROSS City）。
2006年11月，聯合軍組建完畢。2007年1月，阿塔利亞島聯合指揮中心成立。T.V.F-X戰鬥機於2007年2月完成理論模型，投入實體研製。4個月後，原型機VF-X1試飛成功。2007年11月，VF-X1設計定型，正式命名為VF-1，綽號“女武神”（Valkyrie），迅疾投入量產。不過，VF-1並不是第一款投入實戰的變形戰鬥機。此前，在前後持續九年（1999年至2008年），旨在確認地球聯合政府合法性的“統合戰爭”中，聯合軍曾經利用T.V.F-X的階段成果，小批量生產了VF-0“不死鳥”（Phoenix）戰鬥機，用以對付同樣運用O.T.M技術的反聯合同盟軍的SV-51戰鬥機。
與VF-1相比，VF-0同樣具有戰鬥機（Fighter）、步行機動裝甲（Gerwalk）和機器人（Battroid）三種可變形態，也能夠使用“超級背裝”（Super Backpack）或外掛重裝甲武裝包（Armoured Pack），而兩者最重大的區別在於動力系統。當VF-0投入實戰時，後來裝備在VF-1上的熱核渦輪發動機尚未研製成功，因而VF-0採用了老式的渦輪風扇發動機，這極大地限制了VF-0的作戰半徑和留空時間。不過，由於採用了部分火箭航天技術、矢量噴口設計以及先進的電傳輔助駕駛系統，再加上身經百戰的優秀飛行員，讓VF-0足以匹敵SV-51。然而，無論是SV-51還是VF-0，生產數量都極少，尤其是SV-51，儘管性能出眾，甚至具備從水下潛艇中彈射起飛的功能，但終究無法扭轉乾坤。統合戰爭結束後，它們的身影都在夕陽的餘暉中漸行漸遠，取而代之的是劃時代的VF-1戰鬥機。
2009年1月，外星太空船的修復工作結束，正式加入聯合軍戰鬥序列，並命名為“麥克羅斯號（MACROSS）”。格羅巴爾准將就任麥克羅斯號首任艦長。
2009年2月，就在麥克羅斯號的發射典禮進行中，處於待機狀態的麥克羅斯號主控計算機探測到天頂星艦隊偵察艦在月球軌道上出現，隨即自動啟動主炮，將其擊毀。天頂星艦隊的前衛艦隊據此斷定地球文明有可能就是危險的“史前文明”，艦隊指揮官布利泰命令向阿塔利亞島上的麥克羅斯號發動進攻。地球人與天頂星人之間爆發了第一次宇宙大戰……
數月後，在土星環的陰影中，巨大的超時空要塞麥克羅斯號正在緩緩的向地球行駛。幾個月以來的戰鬥已經讓這艘戰艦變得千瘡百孔。然而，即使如此，要塞裡的人們依然沒有放棄希望——他們相信最後的勝利必將屬於人類。
當戰鬥警報再度響起的時候，艦載機部隊奉命出動。轉瞬之間，原本靜寂的太空變成了生死相搏的戰場。聯合軍的VF戰鬥機和外星人駕駛的戰鬥機器人POD糾纏在一起，激光炮閃過的地方，總有敵人的座機被擊落。突然，一架敵機猛得撲向了麥克羅斯號的艦橋。就在艦橋上的人們驚惶失措的時候，骷髏中隊的一條輝駕機趕到，漂亮的殲滅了敵機。不過，一條輝的“英雄”舉動，換來的卻是負責戰場調度的早瀨未沙（Misa Hayase）上尉的大聲訓斥。這自然讓一條輝非常的不滿，但卻又無可奈何。
此時，在要塞的內部，麥克羅斯城的居民們正聚集在體育場裡，欣賞著名歌星林明美（Lynn Minmay）小姐的個人演唱會。可是，突如其來的戰鬥警報讓這場精彩的演出不得不臨時中斷。就在市民們紛紛向避難所轉移的時候，數架外星人的戰鬥機突破了聯合軍的防線，突入了市區。而一條輝的戰鬥機也緊跟著敵人，追擊到了這裡。在市區的街道上，外星人戰士驚奇的發現，地球上的男人和女人居然生活在一起，為此他們決定捕捉樣本帶回去研究。於是，便向在撤離過程中意外落單的林明美追去。緊跟在外星人背後的一條輝，看到敵人意圖行兇，便馬上開炮，把敵人的戰鬥機打得凌空開花。隨後，他救下了明美。不過，由於戰機速度過快，一頭扎進了外層艙，應急閘門猛得落下，兩個人便被困在了艙裡。直到這時候，一條輝才發覺自己搭救的人居然就是大名鼎鼎的歌星林明美小姐。
另一方面，在外星人的戰艦裡，一群全副武裝的外星戰士正在用戰戰兢兢的目光望著他們的戰利品：一個在地球人看來在尋常不過的電動歌唱娃娃。終於，一個士兵鼓足勇氣，試探性的碰了一下“危險品”。沒想到，那娃娃居然動了，而且還發出了一種他們從未聽過的聲音。開始的時候，他們還以為那是敵人的音波武器，立刻四散奔逃。漸漸的，他們發覺那聲音似乎是無害的，而且似乎很好聽，恐懼變成了好奇，人們又圍攏了過來。
在艦隊指揮室裡，艦隊總指揮布利泰元帥和機動參謀艾克西多正在討論戰況。最近的戰況，讓他們感到非常的困惑，原本打算速戰速決的計劃擱淺，對手頑強的戰鬥意志讓身經百戰的統帥感到不可思議。據說在古老的戰鬥手冊中，曾經明確的告誡他們不要與小型人類為敵，否則必遭敗績。為此，布利泰元帥決定捕捉敵人的“樣本”進行研究。
在要塞裡，被困了三天三夜的一條輝和林明美終於獲救。戰友們非常嫉妒一條輝能夠和大明星單獨相處，於是便有意無意得開他的玩笑，可輝對此卻顯得滿不在乎。就在獲救的當晚，正在酒吧裡陪中隊長羅伊•福克（Roy Focker）飲酒的一條輝，接到了明美打來的電話。之後，他便馬上趕到了公園。看到明美無精打采的樣子，輝答應今晚和她約會。那是一個愉快而充實的夜晚。最後，輝居然帶著明美乘坐教練機飛上了太空。直到怒不可遏的早瀨未沙上尉和正急著尋找妹妹下落的哥哥林凱出現在教練機的通訊屏幕上的時候，輝和明美才多少趕到了一些事態的嚴重性。
就在他們準備返航的時候，卻突然遭到了外星人的攔截。因為教練機沒有攜帶武器，輝只好憑藉飛行技術與敵機周旋。對方似乎並不急於擊落他們，而是集中優勢兵力從四面八方圍追堵截，意圖將他們生擒。就在這萬分緊急的時候，骷髏中隊的隊長羅伊·福克趕來救援。可惜，終究還是寡不敵眾，包括一條輝和林明美、福克上尉以及乘坐運輸機前來尋人的早瀨未沙和明美的哥哥林凱在內的五個人都成了外星人的俘虜。
在布利泰元帥的旗艦上，一條輝等人得知，原來巨大的外星人其實是分為杰特拉帝人（純男性組成的部族）和赫爾特蘭帝人（純女性組成的部族）兩大部份，他們之間的戰爭已經持續了數十萬年。令外星人難以置信的是，地球上的男人和女人居然能夠生活在一起。而當一條輝和早瀨未沙等人極力向他們解釋“愛”的時候，對方突然強迫他們表演接吻。事實證明，這是一個讓外星人丟臉的提議。因為趕到事態嚴重，布利泰命令將林明美和她哥哥林凱送到皇帝那裡，其他人則暫時關押起來。
就在士兵們押送戰俘的路上，赫爾特蘭帝人的突擊隊卻突然闖了進來。趁著混亂，福克、一條輝和早瀨未沙逃離了魔爪。可是，在撤退的過程中，福克為了掩護一條輝和早瀨未沙，駕機與敵人同歸於盡。為了擺脫赫爾特蘭帝人的糾纏，布利泰命令戰艦進入空間跳躍狀態。而輝和未沙乘坐的教練機也被捲進了亞空間。
當他們再度清醒過來的時候，發現飛機已經降落在一個荒涼的行星上。更讓兩個人沒有想到的是，這裡其實就是剛剛遭到外星人蹂躪的地球。在接下來的一個月裡，他們試圖找到倖存者，然而所有的努力都被證明是徒勞的。直到有一天，他們無意中發現了一座從海底升起的都市。那其實是普洛多人（地球人與天頂人共同的祖先）曾經乘坐的太空移民船，後來被普洛多人遺棄，並沉到海底。因為錯把天頂星艦隊當作是迴歸的普洛多人，飛船才從海底升起。在這座被遺棄的城市裡，早瀨未沙撿到了一片記憶金屬，上面密密麻麻的刻滿了普洛多文字。雖然眼前的城市只是一片廢墟，但是對於一條輝和早瀨未沙來說，這已經是一種難得的安慰，不知不覺間在兩個人之間產生了一種微妙的感情。
在他們回到地球的一個月後，麥克羅斯號出現在了他們的面前，兩個人欣喜若狂。歸隊後的一條輝和早瀨未沙向艦長報告了他們所瞭解的全部情況。而在輝的內心深處，依然惦念著生死不明的明美。哪知道，尾隨麥克羅斯號前來的外星艦隊卻給人們帶來了好消息。他們主動提出與人類簽訂和平協定，並且釋放了被扣押的林明美。交換條件是請要塞裡的音樂家給一首樂曲作詞，這是一首古老的樂曲，也是杰特拉帝人珍藏的秘密武器。
雖然只是分別了一個月，但是明美的直覺告訴她，她所喜歡的那個一條輝已經改變了許多。為了能夠讓一條輝回心轉意，明美找到輝的住所，主動向他表白了自己的心意。這讓一條輝左右為難。就在這時，早瀨未沙突然出現在兩人面前。原來，未沙無意中發現，她在海底城市裡找到的那張金屬片，正是那首古老樂曲的歌詞，於是便馬上跑來告訴一條輝。不想，卻碰到明美和輝在一起。明美見到他們兩人之間的尷尬表情，立刻明白了一切，傷心的跑出門去。望著明美的背影，輝走上前去安慰同樣傷心的未沙，並向她吐露了自己的真情，兩顆彼此相愛的心終於緊緊的貼在了一起。
杰特拉帝人的皇帝因為等不及樂曲的完成，決定提前發起攻擊，徹底消滅超時空要塞和赫爾特蘭帝人。短暫的和平結束了。在要塞裡，一條輝帶著早瀨未沙給她的歌詞，四處尋找明美。終於，在他們初次約會的地方，輝找到了明美。一條輝最終說服明美為人類的未來再次歌唱。
當明美的歌聲再次響起的時候，決定人類命運的時刻終於來到了。因為受到歌聲的召喚，沉睡在杰特拉帝人和赫爾特蘭帝人內心深處的“愛”覺醒了。為了保全失去以久的文化，他們和要塞站在了一起。最終，邪惡的杰特拉帝在正義的炮火中被徹底消滅。人類和天頂星人迎來了共同的勝利。
戰爭結束後，人類決定把未來的交託給浩瀚無垠的宇宙，組成龐大的外太空殖民船隊，向著銀河系中心開始了人類歷史上新的“大航海”！而麥克羅斯號的傳奇故事也註定要由後人繼續下去。
